python - 获取 numpy 二维数组中与零相邻的所有元素的索引

Question

我有一组 2d 数组，用于保存 map 区域的纬度和经度，带有表示土地 (0) 或海洋 (1) 的二进制掩码。我感兴趣的是提取所有沿海海洋元素的索引(与 0 相邻的掩码元素 1，包括对角线)，以便我可以使用这些索引从其他数组中提取所有沿海元素的纬度+经度.
给定一个数组:

a = np.array([[1, 1, 1, 1, 1],
[1, 1, 0, 1, 1],
[1, 0, 0, 0, 1],
[1, 1, 0, 1, 1],
[1, 1, 1, 1, 1]])

我正在寻找一种返回方式:

(array([0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4]), 
array([1, 2, 3, 0, 1, 3, 4, 0, 4, 0, 1, 3, 4, 1, 2, 3]))

其中每个数组都有每个轴的索引。
这种输出格式类似于 np.where()，我想我想要做的是 np.where(a == 与 0 相邻)。

Answer 1

让我们试试 convolve2d :

from scipy.signal import convolve2d

kernel = np.full((3,3), 1)

# remove center of kernel -- not count 1 at the center of the square
# we may not need to remove center
# in which case change the mask for counts
kernel[1,1]=0

# counts 1 among the neighborhoods
counts = convolve2d(a, kernel, mode='same', 
                    boundary='fill', fillvalue=1)

# counts==8 meaning surrounding 8 neighborhoods are all 1
# change to 9 if we leave kernel[1,1] == 1
# and we want ocean, i.e. a==1
np.where((counts != 8) & (a==1))

输出:

(array([0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4]),
 array([1, 2, 3, 0, 1, 3, 4, 0, 4, 0, 1, 3, 4, 1, 2, 3]))